直寫式光刻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種光刻裝置，特別是一種直寫式光刻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的直寫式光刻裝置包括對準(zhǔn)系統(tǒng)、曝光系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)，其對準(zhǔn)系統(tǒng)和曝光系統(tǒng)都是固定的，且掃描系統(tǒng)只有一個(gè)掃描臺(tái)，該掃描臺(tái)能實(shí)現(xiàn)前后左右上下六個(gè)方向的移動(dòng)，傳統(tǒng)的直寫式光刻裝置的工作步驟為:
[0003]一，將曝光片固定在掃描系統(tǒng)的掃描臺(tái)上；
[0004]二，啟動(dòng)光刻裝置，掃描臺(tái)移動(dòng)到預(yù)設(shè)的位置，通過對準(zhǔn)系統(tǒng)對曝光片上的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行抓取定位，得出曝光片的空間坐標(biāo)；
[0005]三，掃描臺(tái)移動(dòng)到曝光系統(tǒng)下方，曝光系統(tǒng)對曝光片進(jìn)行曝光；
[0006]四，掃描臺(tái)退回到步驟一的位置，操作人員從掃描臺(tái)上卸下曝光片，然后重復(fù)步驟
O
[0007]上述工作過程中，在第一步驟、第二步驟和第四步驟的過程中，曝光系統(tǒng)均處于閑置狀態(tài)，在第一步驟、第三步驟和第四步驟的過程中，對準(zhǔn)系統(tǒng)均處于閑置狀態(tài)，對于直寫式光刻裝置而言，曝光系統(tǒng)就是整個(gè)工作過程的核心，它的利用率直接影響生產(chǎn)效率，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)成本和競爭力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種可以提高對準(zhǔn)系統(tǒng)和曝光系統(tǒng)使用率的直寫式光刻裝置。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種直寫式光刻裝置包括底座、平行設(shè)置于底座上的兩個(gè)支架，所述支架包括一根水平設(shè)置在底座上方的橫梁和至少一根與橫梁固定連接且支撐橫梁的支柱，支柱底部與底座固接，其中一個(gè)橫梁上設(shè)置有對準(zhǔn)系統(tǒng)，另一個(gè)橫梁上設(shè)置有曝光系統(tǒng)，底座上平面位于對準(zhǔn)系統(tǒng)與曝光系統(tǒng)的下方還設(shè)置有掃描系統(tǒng)；
[0010]所述掃描系統(tǒng)包括至少兩個(gè)沿橫梁軸向排列的掃描臺(tái)、設(shè)置于掃描臺(tái)底部的底座上的垂直于橫梁軸線且延伸至對準(zhǔn)系統(tǒng)及曝光系統(tǒng)下方的兩平行掃描軌道、固定設(shè)置在掃描臺(tái)底部且與對應(yīng)的兩掃描軌道配合的掃描滑塊、與掃描臺(tái)一一對應(yīng)且能驅(qū)動(dòng)掃描臺(tái)沿對應(yīng)掃描軌道移動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及一一對應(yīng)地設(shè)置在掃描臺(tái)上的第三直線位移傳感器，所述掃描臺(tái)的上端設(shè)置有一水平的載物臺(tái)面；
[0011]所述對準(zhǔn)系統(tǒng)包括水平固定在對應(yīng)橫梁上且沿橫梁軸向延伸的兩平行對準(zhǔn)軌道、至少一塊滑動(dòng)或滾動(dòng)連接在兩對準(zhǔn)軌道上的對準(zhǔn)滑塊、驅(qū)動(dòng)對準(zhǔn)滑塊沿對準(zhǔn)軌道移動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一一對應(yīng)地固定設(shè)置在對準(zhǔn)滑塊上且主軸垂直于載物臺(tái)面的工業(yè)相機(jī)，以及一一對應(yīng)地設(shè)置在對準(zhǔn)滑塊上的第一直線位移傳感器；
[0012]所述曝光系統(tǒng)包括水平固定在對應(yīng)橫梁上且沿橫梁軸向延伸的兩平行曝光軌道、一塊滑動(dòng)或滾動(dòng)連接在兩曝光軌道上的曝光滑塊、驅(qū)動(dòng)曝光滑塊沿曝光軌道移動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、若干臺(tái)沿曝光軌道方向排布在曝光滑塊上且主軸垂直于載物臺(tái)面的直寫式曝光鏡頭，以及一個(gè)設(shè)置在曝光滑塊上的第二直線位移傳感器。
[0013]通過增加一個(gè)或多個(gè)掃描臺(tái)，實(shí)現(xiàn)掃描臺(tái)上下料交替進(jìn)行，對準(zhǔn)系統(tǒng)對一個(gè)掃描臺(tái)上的曝光片定位之后，移動(dòng)到下一個(gè)掃描臺(tái)對應(yīng)的軌道上方，對該掃描臺(tái)上的曝光片進(jìn)行定位，如此交替定位，大大提升了對準(zhǔn)系統(tǒng)的使用率，同理，曝光系統(tǒng)對一個(gè)掃描臺(tái)上的曝光片進(jìn)行曝光之后，繼而移動(dòng)到下一個(gè)掃描臺(tái)對應(yīng)軌道的上方，對該掃描臺(tái)上的曝光片進(jìn)行曝光，如此交替曝光，也大大提升了曝光系統(tǒng)的使用率。
[0014]所述對準(zhǔn)滑塊數(shù)量為兩個(gè)，對應(yīng)工業(yè)相機(jī)數(shù)量為兩個(gè)。
[0015]一般的曝光片上設(shè)置有四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，分別設(shè)置在曝光片的四個(gè)角上，而一臺(tái)工業(yè)相機(jī)同時(shí)只能對一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行定位，如果僅使用一臺(tái)工業(yè)相機(jī)來分別對四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)一一進(jìn)行定位的話，耗時(shí)太長，因此增設(shè)一臺(tái)工業(yè)相機(jī)，使每個(gè)工業(yè)相機(jī)定位兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)，可大大提高對準(zhǔn)系統(tǒng)的定位速度。
[0016]所述曝光滑塊上沿曝光軌道依次等間距地排列有八個(gè)直寫式曝光鏡頭，可以提高曝光效率。
[0017]所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿對準(zhǔn)軌道方向布置于兩對準(zhǔn)軌道之間且與對應(yīng)橫梁固接的第一直線電機(jī)次級(jí)、以及固接在對準(zhǔn)滑塊上與第一直線電機(jī)次級(jí)對應(yīng)的第一直線電機(jī)初級(jí)繞組；
[0018]所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿曝光軌道方向布置于兩曝光軌道之間且與對應(yīng)橫梁固接的第二直線電機(jī)次級(jí)、以及固定連接在曝光滑塊上與第二直線電機(jī)次級(jí)對應(yīng)的第二直線電機(jī)初級(jí)繞組；
[0019]所述第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿掃描軌道方向布置于兩掃描軌道之間且與底座固接的第三直線電機(jī)次級(jí)、以及固定連接在掃描滑塊上與第三直線電機(jī)次級(jí)對應(yīng)的第三直線電機(jī)初級(jí)繞組。
[0020]直線電機(jī)與傳統(tǒng)的線性傳動(dòng)副如齒輪齒條傳動(dòng)、滾珠絲杠傳動(dòng)相比，加速度高，反應(yīng)速度快，靈敏度高，噪聲小。
[0021]所述掃描臺(tái)對應(yīng)的掃描軌道兩端分別設(shè)置有第三限位裝置；
[0022]所述對準(zhǔn)系統(tǒng)對應(yīng)的對準(zhǔn)軌道兩端分別設(shè)置有第一限位裝置；
[0023]所述曝光系統(tǒng)對應(yīng)的曝光軌道兩端分別設(shè)置有第二限位裝置。
[0024]上述第一、第二、第三限位裝置可以使用機(jī)械限位裝置，如設(shè)置在掃描軌道兩端的擋塊，也可以使用電子限位裝置，如現(xiàn)在常用的各種限位開關(guān)，還可以同時(shí)使用機(jī)械限位裝置和電子限位裝置，這樣可有效防止掃描臺(tái)因系統(tǒng)故障發(fā)生沖出軌道的生產(chǎn)事故。
[0025]所述直寫式光刻裝置還包括一個(gè)固定在曝光系統(tǒng)上的校準(zhǔn)相機(jī)，所述校準(zhǔn)相機(jī)的主軸與載物臺(tái)面垂直。
[0026]校準(zhǔn)相機(jī)在直寫式光刻裝置首次運(yùn)行的時(shí)候，可以用來協(xié)助建立坐標(biāo)系，以及對各部件的相對位置關(guān)系進(jìn)行測定，同時(shí)也是后續(xù)工作中，對坐標(biāo)系及各部件之間相對位置進(jìn)行校核的工具。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果是，通過增加一個(gè)掃描臺(tái)，可以縮短曝光系統(tǒng)等待上料、對準(zhǔn)和下料的時(shí)間，同時(shí)縮短對準(zhǔn)系統(tǒng)等待上料、曝光和下料的時(shí)間，簡言之，提高了曝光系統(tǒng)的使用率，同時(shí)高了對準(zhǔn)系統(tǒng)的使用率。
【附圖說明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是圖1中A部放大圖；
[0030]圖3是曝光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4是圖1中B部放大圖。
[0032]圖中:1、底座，2、支架，21、橫梁，22、支柱，3、對準(zhǔn)系統(tǒng)，31、對準(zhǔn)軌道，32、對準(zhǔn)滑塊，33、第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，331、第一直線電機(jī)次級(jí)，332、第一直線電機(jī)初級(jí)繞組，34、工業(yè)相機(jī)，35、第一直線位移傳感器，351、標(biāo)尺光柵，352、光柵讀數(shù)頭，4、曝光系統(tǒng)，41、曝光軌道，42、曝光滑塊，43、第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，431、第二直線電機(jī)次級(jí)，432、第二直線電機(jī)初級(jí)繞組，44、直寫式曝光鏡頭，45、第二直線位移傳感器，5、掃描系統(tǒng)，51、掃描臺(tái)，52、掃描軌道，53、掃描滑塊，54、第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，541、第三直線電機(jī)次級(jí)，542、第三直線電機(jī)初級(jí)繞組，55、第三直線位移傳感器，56、載物臺(tái)面，6、第一限位裝置，7、第二限位裝置，8、第三限位裝置，9、校準(zhǔn)相機(jī)，10、曝光片，11、擋塊，12、光蒂傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案。
[0034]圖1為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，如圖1所示，本實(shí)用新型所述的直寫式光刻裝置包括底座1、平行設(shè)置于底座I上的兩個(gè)支架2，所述支架2包括一根水平設(shè)置在底座I上方的橫梁21和至少一根與橫梁21固定連接且支撐橫梁21的支柱22，支柱22底部與底座I固接，其中一個(gè)橫梁21上設(shè)置有對準(zhǔn)系統(tǒng)3，另一個(gè)橫梁21上設(shè)置有曝光系統(tǒng)4，底座I上平面位于對準(zhǔn)系統(tǒng)3與曝光系統(tǒng)4的下方還設(shè)置有掃描系統(tǒng)5，在實(shí)際生產(chǎn)中，用一個(gè)支架2也可以實(shí)現(xiàn)分別設(shè)置對準(zhǔn)系統(tǒng)3和曝光系統(tǒng)4，其所解決的技術(shù)問題是一致的，屬于等同技術(shù)特征的簡單替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；
[0035]上述掃描系統(tǒng)5包括至少兩個(gè)沿橫梁21軸向排列的掃描臺(tái)51、設(shè)置于掃描臺(tái)51底部的底座I上的垂直于橫梁21軸線且延伸至對準(zhǔn)系統(tǒng)3及曝光系統(tǒng)4下方的兩平行掃描軌道52、固定設(shè)置在掃描臺(tái)51底部且與對應(yīng)的兩掃描軌道52配合的掃描滑塊53、與掃描臺(tái)51 —一對應(yīng)且能驅(qū)動(dòng)掃描臺(tái)51沿對應(yīng)掃描軌道52移動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)54，以及一一對應(yīng)地設(shè)置在掃描臺(tái)51上的第三直線位移傳感器55，所述掃描臺(tái)51的上端設(shè)置有一水平的載物臺(tái)面56 ；
[0036]如圖2所示，上述對準(zhǔn)系統(tǒng)3包括水平固定在對應(yīng)橫梁21上且沿橫梁21軸向延伸的兩平行對準(zhǔn)軌道31、至少一塊滑動(dòng)或滾動(dòng)連接在兩對準(zhǔn)軌道上的對準(zhǔn)滑塊32、驅(qū)動(dòng)對準(zhǔn)滑塊32沿對準(zhǔn)軌道31移動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33、一一對應(yīng)地固定設(shè)置在對準(zhǔn)滑塊32上且主軸垂直于載物臺(tái)面56的工業(yè)相機(jī)34，以及一一對應(yīng)地設(shè)置在對準(zhǔn)滑塊32上的第一直線位移傳感器35 ；
[0037]如圖3所示，上述曝光系統(tǒng)4包括水平固定在對應(yīng)橫梁21上且沿橫梁21軸向延伸的兩平行曝光軌道41、一塊滑動(dòng)或滾動(dòng)連接在兩曝光軌道41上的曝光滑塊42、驅(qū)動(dòng)曝光滑塊42沿曝光軌道41移動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)43、若干臺(tái)沿曝光軌道41方向排布在曝光滑塊42上且主軸垂直于載物臺(tái)面56的直寫式曝光鏡頭44，以及一個(gè)設(shè)置在曝光滑塊42上的第二直線位移傳感器45。
[0038]所述直寫式曝光鏡頭44與實(shí)用新型專利“一種新型高速數(shù)字掃描直寫光刻裝置”(專利號(hào):ZL201420232691.3)所公開的曝光原理及結(jié)構(gòu)相同。
[0039]結(jié)合圖1?圖4所示，第一直線位移傳感器35、第二直線位移傳感器45、第三直線位移傳感器55可以是光柵尺位移傳感器、激光位移傳感器、也可以是電阻尺位移傳感器、非接觸電感位移傳感器，還可以是磁柵尺位移傳感器等，本實(shí)用新型優(yōu)選使用光柵尺位移傳感器，光柵尺位移傳感器包括標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭，結(jié)合圖1和圖2，并以第一直線位移傳感器35為例，圖2中，標(biāo)尺光柵351平行于對準(zhǔn)軌道31固定設(shè)置在兩對準(zhǔn)軌道31外的一側(cè)橫梁21上，光柵讀數(shù)頭352 —一對應(yīng)地固定設(shè)置在對準(zhǔn)滑塊32上，且與標(biāo)尺光柵351相配合；第二直線位移傳感器45和第三直線位移傳感器55的安裝方式和工作原理與第一直線位移